Стекло для стеклокристаллического материала

 

Изобретение относится к технологии силикатов , а именно к производству стеклокристаллических материалов, и может быть использовано в медицине в качестве имплантационного материала. С целью повышения химической устойчивости и механической прочности стеклокристаллический материал включает следующие компоненты в мас.%: SIO2 21,66-25,66; PaOs 30,10-34,10; СаО 16,21-24,21; А1гОз 14,37- 18.37; КгО 3,66-5,66; SnOa 2,0-4.0. Прочность на изгиб составляет 55-75 МПа, на сжатие 370-390 МПа, химическая устойчивость к IN NaOH 2,3-6,1 % (потери в весе при кипячении). 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

/ (l9) (11) (st)s С ОЗ С 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 482889.2/33 (22) 28.05.90 (46) 15.03.92. Бюл. М 10 (71) Белорусский технологический институт им. С.M.Êèðîâà (72) Л,M.Ñèëè÷, Н.М.Бобкова, С,А.Гайлевич и Н.И.Заяц (53) 666.712.9(088.8) (56) Заявка Японии N- 60-221342, кл. С 03 С 3/22, 1985.

Патент ГДР М.242037, кл. С 03 С 10/02, 1987, (54) СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕ РИАЛА

Изобретение относится к технологии силикатов, а именно к получению стеклокристаллических материалов; предназначенных для использования в медицинских целях — в качестве биоимплантантов.

Известен стеклокристаллический материал на основе кальцийфосфатного стекла следующего состава, мас.g: оксиды Си, О, 1а, Cd, Tl, Sm, Nb, Zr или Ru-0,1 - 30, фосфат кальция - остальное.

Недостатком этого материала являются низкая химическая устойчивость, механическая стойкость и длительное время кристаллизации. Кроме этого, в состав входят остродефицитные и дорогостоящие оксиды.

Наиболее близкими по составу и свойствам к предлагаемому является стеклокристалйический материал следующего состава, мас. ; СаО 30-50: Р20Б 2-20, SKh

27-53, No20-4, К20 0.2 0,5, MgO 0-4, СаЕ2 0-6, А!20з.0,1-5 5; 2г02 0,1-7.5. (57) Изобретение относится к технологии силикатов, а именно к производству стеклокристаллических материалов, и может быть использовано в медицине в качестве имплантационного материала, С целью повышения химической устойчивости и механической прочности стеклокристаллический материал включает следующие компоненты в мас.p: SI02 21,66-25,66; Р20Б

30,10 34,10; СаО 16,21-24,21; А!20з 14,3718.37; К20 3,66-5,66; Sn02 2,0-40. Прочность на изгиб составляет 55-75 МПа, на сжатие 370-390 МПа, химическая устойчивость к 1N МаОН 2,3-5,1 (потери в весе при кипячении). 2 табл.

Недостатком этого материала являются низкая химическая устойчивость, механическая прочность и длительное время кристаллизации.

Целью этого изобретения является повышение химической устойчивости и меха-: нической прочности.

Указанная цель достигается тем, что стеклокристаллический материал, включающий Si02, Р205, СаО, АЬОЗ, К20 дополнительно содержит Sn02 при следующем соотношении компонентов, мас. :

SI02 21,66 — 25,66

Р205 30.10 — 34,10

СаО 16,21 — 24,21

А 203 14,37 — 18,37

К20 3,66 — 5,66

Sn02 2,0- 4,0

Известно применение Sn02 в качестве глушителя стекла, эмалей и глазурей, а также как компонентов оптических и прозрачных стекол, 1719332

Таблица 1

Предлагаемые составы

Компоненты

Прототип оптимал.

2 3 4 5 пределы

Ь ° Ю Э Ф Ф °

8хО ро

СаО

23,66 21,66 25,66

19,66 27,66

27-53 48

30, 10 32, 10 34, 10 36, 10 28, 10 2-20 14

28,21

12,37

24,21

20,21

18,37

16,21

30-50 38

12,21

14,37

А1 Ов

Zr0

16,37

0 1-5,5

О, 1-7,5

0-0,5

20, 37

К 0

Na 0

Mg0 . CaF 4

s o, .... !

3,66

5,66

4,66

2,66

6,66

0-4

0-4

0-6

4,0

3,0

5,0

В процессе термообработки материала происходит образование таких кристаллических фаз, как фосфаты кальция Саз(Р04, СааР О9 и волластонита. Определенное соотношение вышеназванных кристаллических фаз и остаточной стеклофазы обуславливает приведенные показатели физико-химических свойств.

Варка стекол для стеклокристаллического материала осуществляется в газовой печи при 1500-1550 С. В качестве сырьевых материалов используются кварцевый песок, фосфат кальция, глинозем, оксиды калия и олова.

Стекло гранулируют, гранулят сушат при 150-200 С, затем измельчают в мельнице с фарфоровыми или уралитовыми шарами до достижения удельной поверхности

5500-6500 см /г, При помоле добавляется олеиновая кислота в количестве 0,5% для ускорения помола. Молотое стекло пластифицируется парафином в количестве 12,5%, На литейном аппарате из термопластиче:ского шликера формуются изделия различной конфигурации. Обжиг изделий производится в два этапа — первый при 760800 С для выжигания парафина и второй— для формирования кристаллических фаз и требуемой структуры материала.

Изобретение поясняется конкретными составами материала, приведенными в табл. 1, причем составы 4 и 5 имеют запредельные значения. В табл. 1 также гьриведены пределы составов прототипа и конкретный состав прототипа.

Сравнительный анализ предлагаемого

5 и известного стеклокристаллического материала приведен в табл. 2. Для сравнения был взят состав из оптимальной области составов, рекомендуемый в прототипе как наиболее оптимальный.

10 Из приведенной табл. 2 видно, что предлагаемый материал обладает более высокими технологическими свойствами — время кристаллизации снижено в среднем в 8 раз, химическая устойчивость по отноше15 нию к воде повышена в 2-3 раза, по отношению к 1N NaOH — в 1,8-2 раза, механическая прочность на сжатие выше в 1,5-2 раза, на изгиб в - 1,5-2 раза.

Формула изобретения

20 Стекло для стеклокристаллического материала, включающее $!02, Р ОБ, СаО, Alz0a, KzO, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения химической устойчивости и механической прочности, оно дополни25 тельно содержит $пОг при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Si02 21,66-25,66

Р205 30;10-34.10

СаО 16,21-24,21

30 А120з. 14,37-18.37

К20 3,66-5,66

$пО 2,0-4,0

1719332 таблица 2

Свойства

Показатели свойств

Прототип

3 4 5 из акта из описаэксперт. ния температура варки, С 1580 1600 1500

1500 1500 1500

Интервал кристаллизации, С

750-1000 700-1050 800-1100

750-1050 800-950

750-1050

Прочность, ИПа на изгиб сютие

Плотность, кг/и

1-6 1-6 1-6

10 мин 48 ч

1-6 1-6 ь

0,1 0,07 0 13 0,2 0,08

2,3 3>2 5 1 6,3 2 13

И2 1

1Я NSOH ..

Составитель Л.Сил ич

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор С.-Шевкун

Заказ 736 Тираж Подписное тиям г1 ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям г1ри

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 .

Производственно-издательский комбинат Патент, г. ж род, у, У го л,Гагарина, 101

Время кристаллизации, ч

Химическая устойчивость, потери в весе при кипячении, ь

ПредлагаеьЪе составы

1 ...1

55 75 60

370 390 385

3000 3030 3010.1

40 50

200 375

3020 3015..37

3000 э

0,21

9,7